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MINERALES DE LA ARCILLA ,[object Object],[object Object],[object Object],Son los componentes  de la fracción inferior a 2 micras de suelos y sedimentos
Los minerales de la arcilla presentan unas propiedades físicoquímicas inusuales debido a la combinación de: ,[object Object],[object Object],Por estas dos características, las partículas arcillosas pueden absorber agua y otros líquidos polares en proporción importante así como fijar é intercambiar cationes con el medio Las arcillas determinan la plasticidad del suelo, su capacidad de retener agua y nutrientes  y la disponibilidad de sustancias químicas para el desarrollo de Las plantas. Propiedades físicoquímicas de los minerales de la arcilla
Interacción de partículas de arcilla con agua + H 2 O -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - - - - - - - - - - - - - - - -  + + + + Arcilla seca Hinchamiento
Cationes intercambiables + H 2 O Suspensión coloidal Viscosidad Plasticidad -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  - - - - - - - - - - - - - - - -
Los cationes fundamentales, Si y (Mg-Al), se rodean de O y (OH) formando dos tipos fundamentales de poliedros de coordinación Tetraedro Si-O Octaedro X-O(OH ) -1 -1 -1 -1 -1 -1
Composición química de los minerales de la arcilla (O 2- ) y (OH) -  son los aniones que forman parte de la estructura. En los huecos que forman sus apilamientos de planos,se sitúan los cationes, de dimensiones mucho menores. La coordinación de cada catión está determinada por su radio  iónico. (Si) 4+  Ocupa huecos de coordinación tetraédrica. (Al) 3+ Puede ocupar huecos octaédricos ó sustituir al Si en coordinación tetraédrica. (Mg) 2+ , (Fe) 2+ , (Fe) 3+ ... Ocupan huecos de coordinación octaédrica (K) + , (Na) + , (Ca) 2+ . Ocupan posiciones en el espacio interlaminar .
APILAMIENTO DE PLANOS Da lugar a la formación de capas: Capa tetraédrica: Planos hexagonales y compactos. Capa octaédrica: Planos compactos APILAMIENTO DE CAPAS Da lugar a la formación de láminas: TO .- Bilaminar TOT.- Trilaminar TOT-O.- Cloritas SUCESIÓN DE LÁMINAS MÁS ESPACIO INTERLAMINAR –UNIDAD ESTRUCTURAL
 
 
Cada oxígeno es compartido por dos hexágonos Cada silicio es compartido por tres hexágonos Los oxígenos apicales, sobre los silicios Capa tetraédrica: Si  2 O 5
PLANO HEXAGONAL: Si, O 3 O 2 Si 2 O (Si 2 O 5 ) 2-
 
En cada hexágono hay 3 (OH) PLANO COMPACTO
PLANO COMPACTO : (OH), O, Cationes Mg OH OH
I Base rectangular EJE B EJE A OH inferiores, 6 Cationes, 6 OH superiores,6 Mg 6 (OH) 12 I II I II II I I II I II II I II I I II II I I II II II I I I I II II II II II II I I I II II II I I I
2,64 oxígeno 2,70 (OH) 4,5 7
 
CAOLINITA
 
Al 2 (OH) O 2 (OH) 3 Si 2 O 5 Al 2 (OH) 4 O 3 Si 2
 
Mg K Si 9,5 10
 
 
Sexto plano: Silicio  Si 2 PIROFILITA:  Si 4 O 10 Al 2 (OH) 2 Séptimo plano: Oxígenos basales   O 3 Primer plano Oxígenos basales  O 3 Segundo plano Silicio  Si 2 Tercer plano: Oxígen. Apic. +(OH) O 2 (OH) Cuarto plano: Al  Al 2 Quinto plano: Oxig. Apic.+(OH) O 2 (OH)
TALCO
 
 
 
CLASIFICACIÓN DE FILOSILICATOS Saponita,hectorita Montmorillonita Beidellita, nontronita Ilita, glauconita, celadonita Biotita, Flogopita Moscovita, paragonita Talco (Tri)  Pirofilita(Di) Esmectitas Tri Esmectitas Di. Illitas Di. Micas Tri. Micas Di. TALCO-PIROFILITA (x=0) ESMECTITA (x de 0,2 a 0,6) VERMICULIT. (x de 0,6 a 0,9) ILLITA (x>0,9)  MICA (x = 1) 2:1 Crisotilo, antigorita Lizardita, bertierina Caolinita, dikita, nacrita, halloisita Serpentina (Tr) Caolín  (Di) SERPENTINA-CAOLÍN (x=0) 1:1 Especies Subgrupo Grupo Tipo de lámina
INTERESTRATIFICADOS MINERALES SEPIOLITA PALIGORSKIT 2:1  Donbassita Sudoita Clorita Di-Di Clorita Di-Tri Clorita Tri Tri CLORITA 2:1:1
 
 
TIPOS DE INTERESTRATIFICADOS   Se definen en función de : PA, PB, PAA, PBB REGULARES  (PA = PB); PAA =0 SEGREGADOS  ( PAA  = 1) ORDENADOS  ( Si PB > 0,5 , PAA =0) AL AZAR  (PAA = PA), (PBB = PB)
 
MINERALES TRIOCTAÉDRICOS  1:1 0,27 1,84 3,32 0,37 2,20 1,80 0,61 0,12 4,26 0 4,00 0 3,28 2,00 0,67 0 2,01 1,99 5,82 0 0,01 0,13 3,91 0,09 5,88 0,06 0,01 0 4,00 0 Cat.Oct. Mg  Al Fe 2+ Fe 3+ Cat. Tetra. Si Al Bertierina Grenalita Amesita Lizardita Crisotilo
Mg Al Fe Gren Caolinita Amesita Crisotilo-Antigorita Bertierina La bertierina sedimentaris está más cerca delpolo del hierro Minerales  bilaminares
GRUPO DE LA ILLITA 0,61 –0,92 0 0,07 –1,22 0,36 –1,14 0,12 –0,26 0,48 –1,04 3,50 –4,00 0 – 0,49 0,75 –0,88 0 0,36 – 0,50 0,35  - 1,55 0,04 –0,51 0,10 –0,51 3,54 –3,93 0,07 –0,46 Cat. Interl. K  0,6 – 0,8 Na  0  Cat. Octaédricos Al  1,22 – 1,77 Fe 3+   0,03 –0,45 Fe 2+  0 – 0,22 Mg  0,15 – 0,36 Cat. Tetraédricos Si  3,18 – 3,70 Al  0,60 –0,82 CELADONITA GLAUCONITA ILLITA TIPICA
ILLITA AL AL Mg Al Mg, Fe 2+  Fe 3+ CELADONITA GLAUCONITA RELACIONES DE COMPOSICIÓN EN MICAS
 
 
 
Mecanismos de formación y evolución de minerales de la arcilla Herencia:  Aparición en un depósito natural de un mineral formado en diferentes condiciones en otra área, porque mantiene su estabilidad ó la velocidad de transformación es muy baja. Neoformación:  “Precipitación” del mineral a partir se una solución ó por reacción de un material amorfo previo. Suministran información sobre el medio de sedimentación. Observables por aparición de morfologías características en MEB Transformación: El mineral conserva una parte sustancial de una estructura previa que ha sufrido un proceso de transformación química.Refleja información compleja
MECANISMOS Y AMBIENTES GEOLOGICOS METEORIZACIÓN: Procesos de neoformación y tranformación SEDIMENTACIÓN: Herencia es el mecanismo fundamental DIAGENÉTICO-HIDROTERMAL: Predomina la transformación En las cuencas sedimentarias, en su mayor parte, las asociaciones mineralógicas de arcillas indican la composición de los suelos de los que proceden y las condiciones hidrodinámicas de transporte y depósito
El ambiente de meteorización es el más importante en el estudio de las arcillas como minerales del suelo La intensidad de la meteorización está controlada por la litología, el clima y la geomorfología El clima y la geomorfología determinan el carácter predominantemente físico o químico de la meteorización Meteorización química : Roca original + agua  =   Compl. Meteorización + Soluc. Cat. Primarios  =   Min. Secundarios + Sol. lavado
TIPOS DE METEORIZACIÓN QUÍMICA Están condicionados por la naturaleza de las soluciones de ataque ,[object Object],2.  HIDRÓLISIS.- (5  <ph <9,6).- Soluciones diluídas 3  ALCALINÓLISIS.- (ph  >9,6).- Aguas cargadas en sales de ácido débil 4  SALINÓLISIS.- (ph  >9,6).- Aguas cargadas en sales de ácidos fuertes
 
HIDRÓLISIS : Es el mecanismo más frecuente y conocido Ej:  Si 3 O 8 AlK + H 2 O  = Al 2 Si 2 O 5 (OH) 2  + 4Si(OH) 4  + 2KOH  El resultado final es una sustracción de iones del medio inicial La movilización de los iones es un proceso selectivo. La movilidad relativa de los elementos puede expresarse con carácter general como: (Na, K, Ca, Mg )  > (Mn, Fe) > Si >Al. En condiciones de hidrólisis, los minerales evolucionan hacia estructuras 1:1

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Minerales arcilla

  • 1.
  • 2.
  • 3. Interacción de partículas de arcilla con agua + H 2 O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + Arcilla seca Hinchamiento
  • 4. Cationes intercambiables + H 2 O Suspensión coloidal Viscosidad Plasticidad - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  • 5. Los cationes fundamentales, Si y (Mg-Al), se rodean de O y (OH) formando dos tipos fundamentales de poliedros de coordinación Tetraedro Si-O Octaedro X-O(OH ) -1 -1 -1 -1 -1 -1
  • 6. Composición química de los minerales de la arcilla (O 2- ) y (OH) - son los aniones que forman parte de la estructura. En los huecos que forman sus apilamientos de planos,se sitúan los cationes, de dimensiones mucho menores. La coordinación de cada catión está determinada por su radio iónico. (Si) 4+ Ocupa huecos de coordinación tetraédrica. (Al) 3+ Puede ocupar huecos octaédricos ó sustituir al Si en coordinación tetraédrica. (Mg) 2+ , (Fe) 2+ , (Fe) 3+ ... Ocupan huecos de coordinación octaédrica (K) + , (Na) + , (Ca) 2+ . Ocupan posiciones en el espacio interlaminar .
  • 7. APILAMIENTO DE PLANOS Da lugar a la formación de capas: Capa tetraédrica: Planos hexagonales y compactos. Capa octaédrica: Planos compactos APILAMIENTO DE CAPAS Da lugar a la formación de láminas: TO .- Bilaminar TOT.- Trilaminar TOT-O.- Cloritas SUCESIÓN DE LÁMINAS MÁS ESPACIO INTERLAMINAR –UNIDAD ESTRUCTURAL
  • 8.  
  • 9.  
  • 10. Cada oxígeno es compartido por dos hexágonos Cada silicio es compartido por tres hexágonos Los oxígenos apicales, sobre los silicios Capa tetraédrica: Si 2 O 5
  • 11. PLANO HEXAGONAL: Si, O 3 O 2 Si 2 O (Si 2 O 5 ) 2-
  • 12.  
  • 13. En cada hexágono hay 3 (OH) PLANO COMPACTO
  • 14. PLANO COMPACTO : (OH), O, Cationes Mg OH OH
  • 15. I Base rectangular EJE B EJE A OH inferiores, 6 Cationes, 6 OH superiores,6 Mg 6 (OH) 12 I II I II II I I II I II II I II I I II II I I II II II I I I I II II II II II II I I I II II II I I I
  • 16. 2,64 oxígeno 2,70 (OH) 4,5 7
  • 17.  
  • 19.  
  • 20. Al 2 (OH) O 2 (OH) 3 Si 2 O 5 Al 2 (OH) 4 O 3 Si 2
  • 21.  
  • 22. Mg K Si 9,5 10
  • 23.  
  • 24.  
  • 25. Sexto plano: Silicio Si 2 PIROFILITA: Si 4 O 10 Al 2 (OH) 2 Séptimo plano: Oxígenos basales O 3 Primer plano Oxígenos basales O 3 Segundo plano Silicio Si 2 Tercer plano: Oxígen. Apic. +(OH) O 2 (OH) Cuarto plano: Al Al 2 Quinto plano: Oxig. Apic.+(OH) O 2 (OH)
  • 26. TALCO
  • 27.  
  • 28.  
  • 29.  
  • 30. CLASIFICACIÓN DE FILOSILICATOS Saponita,hectorita Montmorillonita Beidellita, nontronita Ilita, glauconita, celadonita Biotita, Flogopita Moscovita, paragonita Talco (Tri) Pirofilita(Di) Esmectitas Tri Esmectitas Di. Illitas Di. Micas Tri. Micas Di. TALCO-PIROFILITA (x=0) ESMECTITA (x de 0,2 a 0,6) VERMICULIT. (x de 0,6 a 0,9) ILLITA (x>0,9) MICA (x = 1) 2:1 Crisotilo, antigorita Lizardita, bertierina Caolinita, dikita, nacrita, halloisita Serpentina (Tr) Caolín (Di) SERPENTINA-CAOLÍN (x=0) 1:1 Especies Subgrupo Grupo Tipo de lámina
  • 31. INTERESTRATIFICADOS MINERALES SEPIOLITA PALIGORSKIT 2:1 Donbassita Sudoita Clorita Di-Di Clorita Di-Tri Clorita Tri Tri CLORITA 2:1:1
  • 32.  
  • 33.  
  • 34. TIPOS DE INTERESTRATIFICADOS Se definen en función de : PA, PB, PAA, PBB REGULARES (PA = PB); PAA =0 SEGREGADOS ( PAA = 1) ORDENADOS ( Si PB > 0,5 , PAA =0) AL AZAR (PAA = PA), (PBB = PB)
  • 35.  
  • 36. MINERALES TRIOCTAÉDRICOS 1:1 0,27 1,84 3,32 0,37 2,20 1,80 0,61 0,12 4,26 0 4,00 0 3,28 2,00 0,67 0 2,01 1,99 5,82 0 0,01 0,13 3,91 0,09 5,88 0,06 0,01 0 4,00 0 Cat.Oct. Mg Al Fe 2+ Fe 3+ Cat. Tetra. Si Al Bertierina Grenalita Amesita Lizardita Crisotilo
  • 37. Mg Al Fe Gren Caolinita Amesita Crisotilo-Antigorita Bertierina La bertierina sedimentaris está más cerca delpolo del hierro Minerales bilaminares
  • 38. GRUPO DE LA ILLITA 0,61 –0,92 0 0,07 –1,22 0,36 –1,14 0,12 –0,26 0,48 –1,04 3,50 –4,00 0 – 0,49 0,75 –0,88 0 0,36 – 0,50 0,35 - 1,55 0,04 –0,51 0,10 –0,51 3,54 –3,93 0,07 –0,46 Cat. Interl. K 0,6 – 0,8 Na 0 Cat. Octaédricos Al 1,22 – 1,77 Fe 3+ 0,03 –0,45 Fe 2+ 0 – 0,22 Mg 0,15 – 0,36 Cat. Tetraédricos Si 3,18 – 3,70 Al 0,60 –0,82 CELADONITA GLAUCONITA ILLITA TIPICA
  • 39. ILLITA AL AL Mg Al Mg, Fe 2+ Fe 3+ CELADONITA GLAUCONITA RELACIONES DE COMPOSICIÓN EN MICAS
  • 40.  
  • 41.  
  • 42.  
  • 43. Mecanismos de formación y evolución de minerales de la arcilla Herencia: Aparición en un depósito natural de un mineral formado en diferentes condiciones en otra área, porque mantiene su estabilidad ó la velocidad de transformación es muy baja. Neoformación: “Precipitación” del mineral a partir se una solución ó por reacción de un material amorfo previo. Suministran información sobre el medio de sedimentación. Observables por aparición de morfologías características en MEB Transformación: El mineral conserva una parte sustancial de una estructura previa que ha sufrido un proceso de transformación química.Refleja información compleja
  • 44. MECANISMOS Y AMBIENTES GEOLOGICOS METEORIZACIÓN: Procesos de neoformación y tranformación SEDIMENTACIÓN: Herencia es el mecanismo fundamental DIAGENÉTICO-HIDROTERMAL: Predomina la transformación En las cuencas sedimentarias, en su mayor parte, las asociaciones mineralógicas de arcillas indican la composición de los suelos de los que proceden y las condiciones hidrodinámicas de transporte y depósito
  • 45. El ambiente de meteorización es el más importante en el estudio de las arcillas como minerales del suelo La intensidad de la meteorización está controlada por la litología, el clima y la geomorfología El clima y la geomorfología determinan el carácter predominantemente físico o químico de la meteorización Meteorización química : Roca original + agua = Compl. Meteorización + Soluc. Cat. Primarios = Min. Secundarios + Sol. lavado
  • 46.
  • 47.  
  • 48. HIDRÓLISIS : Es el mecanismo más frecuente y conocido Ej: Si 3 O 8 AlK + H 2 O = Al 2 Si 2 O 5 (OH) 2 + 4Si(OH) 4 + 2KOH El resultado final es una sustracción de iones del medio inicial La movilización de los iones es un proceso selectivo. La movilidad relativa de los elementos puede expresarse con carácter general como: (Na, K, Ca, Mg ) > (Mn, Fe) > Si >Al. En condiciones de hidrólisis, los minerales evolucionan hacia estructuras 1:1